Dynamics of positron-trapping color centers in alkali chloride crystals

W. Brandt, S. Stern
1980 Le Journal de Physique Colloques  
RCsumb. -En utilisant le positon comme sonde microscopique, nous avons mesurC des taux et des knergies d'activation pour la diffusion de centres colorts dans les monocristaux de NaCl, KCl, RbCl et CsCl. Les t a w de diffusion des positons sont si grands que les cliangements, dkpendant du temps, dans la probabilitt de piegeage des positons sont relits a la dynamique d'agrtgation des dtfauts, a la dissociation des agrtgats, ou a la recombinaison de lacunes et d'ions interstitiels. Les cristaux
more » ... ient endommagks par des rayons X de 32 keV maximum (48 Mrad/h a 20 OC jusqu'a une dose totale de 0,75 Grad.) qui provoquent la saturation des centres F (-3 x 1018 cm-3). Des mesures isothermiques ont Ct C effectuhs entre 20 OC et 200 O C dans un appareil de coincidence de a-radian (PICA) pour enregistrer les deux rayons y de 0,5 MeV d'annihilation positonllectron qui sont kmis par les cristaux. Les donnkes rkvklent que le mouvemerrt thermique initial des dkfauts se poursuit plus rapidement tant le cation augnente, c'est-a-dire B 120 OC a -lo3 min. pour NaCl et B --10 min. pour CsC1, ceterisparibus. Nous avons observe le blanchissement des cristaux par des positons aux temperatures oh la couleur est stable thermiquement. Ce fait complique l'identification de centres colorks comme pi6ges de positions. Les taux de comptage de PICA suivent le rktablissement B la longue des cristaux lorsqu'ils approchent les conditions de prt-irradiation. Abstract. -Using the positron as a microscopic probe, we measured rates and activation energies for the ditiusion of color centers in single crystals of NaCI, KCI, RbCI, and CsCI. The diffusion rates of positrons are so large that time-dependent changes in the positron-trapping probability are related to the dynamics of defect aggregation, dissociation from clusters, or vacancy-interstitial recombination. The crystals were damaged to F-center saturation (-3 x 1018 ~m -~) by 32 keV (maximum) X-rays (48 Mrad/h at 20 oC to a total dose of 0.75 Grad.). Isothermal measurements between 20 OC and 200 OC were performed in a n-radian coincidence appartus (PICA) for recording the two 0.5 MeV positron-electron annihilation y rays emerging from the crystals. The data reveal that the initial thermal defect migration proceeds more quickly for larger cations, e.g., at 120 OC in -lo3 min. for NaCl and in -10 min. for CsCl, ceterisparibus. We observed bleaching of the crystals by positrons at temperatures where the color is thermally stable. This fact complicates the identification of color centers as positron traps. The PICA count rates trace the subsequent long-time annealing of the crystals as the crystals approach pre-irradiation conditions.
doi:10.1051/jphyscol:1980630 fatcat:wazlqfcoqrbg3k3ajyu3espuyi